TWI671278B - 經塗覆之粒狀肥料、及其製造方法與用途 - Google Patents

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Abstract

一種經塗覆之肥料，包含肥料顆粒及配置於該肥料顆粒表面上之塗層，其中該塗層含有包括聚合物區域及蠟區域的相互穿透區域。亦揭示一種製造該經塗覆之肥料之方法。

Description

經塗覆之粒狀肥料、及其製造方法與用途
本發明是有關一種經塗覆之肥料，包含肥料顆粒及配置於該肥料顆粒表面上之塗層，其中該塗層含有包括聚合物區域及蠟區域的相互穿透區域。亦揭示一種製造該經塗覆之肥料之方法。
粒狀肥料可被塗覆以降低粉塵之產生及減緩養分之釋放至土壤。為了改進肥料之植物吸收度，於土壤中有效的肥料濃度應符合植物生長需求。由於植物通常遵循S形生長模式，肥料有效度應與植物生長速率相似。由於多種參數，例如土壤沖蝕、氨之揮發及硝酸鹽之淋溶，現今之有效的肥料例如尿素，只有約40%被植物吸收，而其餘者為流失至環境中。因此，於此技術領域中仍有對改進之經塗覆之肥料之需求，其使得肥料於植物中有較高之利用率。
此處敘述一種經塗覆之肥料，其包含肥料顆粒及配置於該肥料顆粒表面上之塗層，其中該塗層含有包括聚合物區域及蠟區域之相互穿透區域。
一種製造經塗覆之肥料之方法，包含至少部分溶解聚合物及蠟於有機溶劑中，以形成塗料組成物；使該塗料組成物與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該等至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發該有機溶劑，以形成經乾燥至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)之塗層。
或者，一種製造該經塗覆之肥料之方法，包含至少部分溶解第一結構聚合物於具有第一沸點之第一溶劑中，以形成第一溶液；至少部分溶解第二聚合物及蠟於具有第二沸點之第二溶劑中，以形成第二溶液，其中該第二沸點與該第一沸點不同；使該第一溶液及該第二溶液與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該等至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發該第一溶劑及該等第二溶劑，以形成經乾燥至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)之塗層。
以上所述及其他特徵被進一步敘述於以下之 圖式、詳細敘述及申請專利範圍中。
以下為圖式之簡單說明，其中類似之元件被相似地編號，且其係為了說明此處所揭示之示範性實施體系之目的被提出，並非為了限制彼等而被提出。
圖1A為無經預處理之樣本以500倍放大之掃描電子顯微影像。
圖1B為無經預處理之圖1A之樣本以2000倍放大之掃描電子顯微影像。
圖2A為經5小時預處理之樣本以500倍放大之掃描電子顯微影像。
圖2B為經5小時預處理之圖2A之樣本以2000倍放大之掃描電子顯微影像。
圖3A為經10小時預處理之樣本以500倍放大之掃描電子顯微影像。
圖3B為經10小時預處理之圖3A之樣本以2000倍放大之掃描電子顯微影像。
圖4A為經15小時預處理之樣本以500倍放大之掃描電子顯微影像。
圖4B為經15小時預處理之圖4A之樣本以2000倍放大之掃描電子顯微影像。
該經塗覆之肥料包含肥料顆粒、及包含聚合物區域及蠟區域之相互穿透區域之塗層，該經塗覆之肥料具有更密切符合植物生長速率之釋放速率，及結果具有比經塗覆而無該相互穿透區域之肥料較高之利用率。此處所用之相互穿透區域敘述不同物質之區域，其彼此互相穿透，而造成一形態，其顯出各不同物質之不同區域，其與不同物質之一或多個區域鄰接。這些區域可為形狀不規則。可用之視覺類似物為拼圖塊，其中鄰接之塊為由不同物質形成之區域。不被理論所限制，相信當該聚合物被施加時，其於顆粒上形成一非連續之聚合物區域塗層，且當蠟被施加時，該聚合物區域中之至少一些缺口被蠟區域充這。
此處所述實施體系關於經塗覆之肥料顆粒。該塗層包含至少一聚合物及至少一蠟之相互穿透區域。該肥料顆粒為至少部分經塗層塗覆，該塗層包含至少一聚合物及至少一蠟之相互穿透區域。
理想的為改進該至少部分經塗覆之肥料顆粒之機械強度。機械強度可影響該肥料顆粒承受正常處理步驟之能力及可增高該塗層之有效度。本發明人令人驚異地發現，施加塗層前預處理該肥料顆粒之表面，可改進該至少部分經塗覆之肥料顆粒之機械性質，以及可改進塗層至該肥料顆粒之附著性。該預處理，除了其他方面，可包括使該肥料顆粒之表面平滑。該預處理可於該肥料顆粒已被形成後進行。含有經預處理之肥料顆粒之經塗覆之肥料， 在與不含有經預處理之肥料顆粒之經塗覆之肥料比較下，可具有於7天後顯著較低之氮釋放百分比。例如該經預處理之肥料顆粒可具有低於或等於70%，例如低於或等於65%，例如低於或等於60%，之於7天後之氮釋放百分比。預處理可包括經由預加熱該顆粒至溫度高於或等於90℃，而使該肥料顆粒之表面平滑。例如該溫度可為高於或等於100℃，例如高於或等於105℃，例如高於或等於125℃。該預處理時間可為多於或等於5小時，例如多於或等於10小時，例如多於或等於15小時，例如多於或等於20小時。
於塗層已被施加(例如2%塗層)之後，含有該經預處理之肥料顆粒之經塗覆之肥料可被後處理及測量重量損失。該2%塗層一般係指2重量%之聚合物塗層。該塗層可被經由此處所述方法施加，且產生對照樣本，使得能觀察該預處理之效果。在與不含有該經預處理之肥料顆粒之經塗覆之肥料比較下，含有經預處理之肥料顆粒之經塗覆之肥料之重量損失可為較小。後處理可包括於多種溫度中加熱該經預處理、至少部分經塗覆之顆粒，及然後測量重量損失百分比。加熱可包括高於或等於50℃，例如高於或等於60℃，例如高於或等於70℃，例如高於或等於80℃，例如高於或等於90℃，例如高於或等於100℃，之溫度。該後處理加熱時間可為多於或等於5小時，例如多於或等於10小時，例如多於或等於15小時，例如多於或等於20小時。於後處理之後，該含有經預處理之 肥料顆粒之經塗覆之肥料可具有低於或等於0.20%，例如低於或等於0.15%，例如低於或等於0.10%，之重量損失百分比。
該肥料顆粒可包含氮、磷或鉀源，例如硝酸銨、硫酸銨、硫酸硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鈣銨、尿素，尿素甲醛、磷酸單銨(“MAP”)、磷酸二銨、多磷酸化合物、磷鹽岩、單一超磷酸(“SSP”)、三超磷酸、硝酸鉀、氯化鉀、硫酸鉀(“SOP”或potash)、或包含以上至少一者之組合。於一些實施體系中，該肥料顆粒包含尿素。該被包括於最終肥料顆粒中之氮、磷或鉀源之量視所欲之最終用途而定，且對每一組份，基於肥料顆粒之總重量，可為0至60重量%。
此外，硫酸鎂及一或多個微量元素之來源，亦即微養分，可被包括，例如可存在有硼、鈣、氯、鈷、銅、鐵、錳、鉬、鎳、鈉、鋅、或包含以上至少一者之組合。這些養分可被以元素形式或以鹽形式供應，例如為硫酸鹽、硝酸鹽或鹵化物。該植物微養分之量視所欲之最終用途而定，且基於肥料顆粒之總重量，可為例如0.1至5重量百分比(重量%)。
填料可進一步存在於該顆粒中，例如為皂土、方解石、氧化鈣、硫酸鈣(無水物或半水合物)、白雲石、滑石、或包含以上至少一填料之組合。
粒狀肥料之其他組份可包括，例如表面活性劑、成核劑、或回收之肥料顆粒，其可作為成核劑之來 源，成核性土壤調節劑，例如碳酸鈣、活性碳、元素硫，殺生物劑，例如殺蟲劑、除草劑或殺黴劑，吸濕劑，濕潤劑，熱安定劑，黏著劑，例如纖維素、聚乙烯醇、脂肪、油、阿拉伯膠，亞乙烯基紫外線安定劑，抗氧化劑，還原劑，著色劑，黏合劑(亦即，有機氯化物、玉米蛋白、明膠、聚葡萄胺糖、聚乙烯氧聚合物、及丙烯醯胺聚合物級共聚物)，及其類似物，以及包含以上至少一者之組合。
該肥料顆粒可針對於所欲之用途具有任何形狀或尺寸。於一些實施體系中，該肥料顆粒實質上為球狀。該肥料顆粒具有1.0至4.0毫米(mm)之平均顆粒直徑。於此範圍內平均顆粒直徑可為大於或等於1.5，或大於或等於2.0mm。亦於此範圍內平均顆粒直徑可為小於或等於3.5，或小或等於3.0mm。於一些實施體系中，至少90重量%之肥料顆粒具有2.0至4.0mm之顆粒直徑。顆粒直徑為依照國際肥料發展中心(IFDC)所公佈之“Size Analysis-Sieve Method”IFDC S-107測定，其為最普遍及國際認可之用以測定肥料顆粒尺寸之方法。
於肥料顆粒上之塗層包含相互穿透區域，相互穿透區域包含聚合物區域及蠟區域。該聚合物區域具有之生物降解速率，與蠟區域之生物降解速率，當處於相同條件下時為不同的。當聚合物區域包含二或更多種聚合物時，當處於相同條件下時每一聚合物具有不同之生物降解速率。
於一些實施體系中，該聚合物區域包含生物 聚合物。示範性之聚合物包括多醣、聚酯、木質素、及包含以上至少一者之組合。示範性之多醣包括乙酸纖維素、三乙酸纖維素、乙酸澱粉、或包含以上至少一者之組合。示範性之聚酯包括聚(聚丁二酸丁二酯)、聚(己二酸對苯二甲酸丁二酯)、聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚(聚丁二酸丁二酯)、聚(己內酯)、聚(乙交酯)、聚(羥丁酸)、聚(羥丁酸-共-羥戊酸)、或包含以上至少一者之組合。
該乙酸纖維素可具有每莫耳25,000至120,000克(克/莫耳)之重量平均分子量(Mw)，例如35,000至70,000克/莫耳。
該三乙酸纖維素可具有100,000至350,000克/莫耳，例如125,000至300,000克/莫耳，例如200,000至275,000克/莫耳之Mw。
乙酸澱粉為已被乙醯化至1至3之取代度(DS)、具有20%至70%之乙醯值之澱粉。此處所用“乙醯值”係指每單位分量乙酸澱粉之乙酸重量百分比(wt%)。例如約62.5之乙醯值為相當於3.0之DS。
該聚(聚丁二酸丁二酯)(PBS)可具有70,000至160,000克/莫耳之Mw。於一些實施體系中，該聚(聚丁二酸丁二酯)可具有100,000至150000克/莫耳，例如120,000至140,000克/莫耳之Mw。於一些實施體系中，該聚(聚丁二酸丁二酯)可具有75,000至125,000克/莫耳，例如90,000至110,000克/莫耳之Mw。
該聚(己二酸對苯二甲酸丁二酯)(ECOFLEXTM)可具有30,000至120,000克/莫耳，例如50,000至100,000克/莫耳之重量平均分子量(Mw)。
該聚(乳酸)(PLA)可具有30,000至250,000克/莫耳之重量平均分子量(Mw)。該PLA可包含回收之PLA，碎片PLA或包含以上至少一者之組合。於一些實施體系中，該聚(乳酸)可具有150,000至210,000克/莫耳，例如175,000至190,000克/莫耳之Mw。於一些實施體系中，該聚(乳酸)可具有30,000至70,000克/莫耳，例如40,000至65,000克/莫耳之Mw。
該聚(乳酸-共-乙醇酸)可具有5,000至300,000克/莫耳，例如10,000至250,000克/莫耳，例如40,000至150,000克/莫耳之Mw。
該聚(己內酯)可具有500至80,000克/莫耳，例如5,000至70,000克/莫耳，例如15,000至60,000克/莫耳之Mw。
該聚(乙交酯)可具有500至60,000克/莫耳，例如5,000至50,000克/莫耳，例如20,000至40,000克/莫耳之Mw。
該聚(羥丁酸)可具有10,000至500,000克/莫耳，例如30,000至400,000克/莫耳，例如75,000至350,000克/莫耳之Mw。
該聚(羥丁酸-共-羥戊酸)可具有10,000至600,000克/莫耳，例如30,000至500,000克/莫耳，例如 100,000至400,000克/莫耳之Mw。
木質素為最常衍生自木材之芳族醇聚合物。木質素可經由Kraft方法獲得。示範性之木質素包括Kraft木質素，以INDULINTM AT或PROTOBINDTM 1000之名稱銷售.
於一些實施體系中，該聚合物區域包含至少兩種聚合物。這些聚合物可互溶以一起形成單一區域，或可不互溶且形成不同之聚合物區域。
該塗層包含基於該塗層之總重量為50至80重量%之聚合物區域。
該蠟區域包含C5-C35蠟、聚乙烯蠟、礦物蠟、生物基底蠟、蟲膠、或包含以上至少一者之組合。蠟於110至200℉(43至95℃)為液體。示範性之蠟包括天然石油蠟，包括石蠟(硬、晶狀、脆的蠟主要由無分枝之烷烴組成，通常具有48至70℃之熔點)、微晶蠟(軟、無定形、可熔融之蠟主要由分枝之烷烴組成，通常具有54至95℃之熔點)，及經完全精煉之石蠟。合成蠟亦可被使用，包括聚乙烯蠟，具有例如10至18個碳原子之聚合度。示範性之蠟為市售的，包括石油蠟，來自Chevron Phillips Chemical(CP-Chem)之C30+，可由International Group,Inc取得之7089A、R-4408及R-3053A。
該塗層包含，基於塗層總重量，其量為20至50重量%之蠟區域。
當被塗覆於肥料顆粒上時，塗層之量，基於經塗覆之肥料之總重量，為低於或等於6重量%，例如0.1至6重量%，0.5至5重量%，2至5重量%，，或3至5重量%。
於以上任何之實施體系中，該塗層可進一步包含此技術領域中已知之佐劑，例如著色劑、黏著促進劑或表面活性劑，惟必須該佐劑不顯著負面影響該經塗覆之肥料之所欲之性質。例如，表面活性劑可包括一級及二級(C16-30)烷基胺、一級(C16-30)烷基胺之(C16-30)脂肪醯胺、或(C16-30)烷醇之(C16-30)脂肪酸酯。以上表面活性劑之實施例包括十六烷基胺、十八烷基胺、二十烷基胺、二(二十二烷基)胺、二(十六烷基)胺、二(十八烷基)胺、二(二十烷基)胺、二(二十二烷基)胺、二(氫化牛脂)胺、十六烷基硬脂醯胺、十八烷基硬脂醯胺、十八烷基芥酸醯胺、二十二烯基芥酸醯胺。
再者，於以上任何之實施體系中，塗層為直接配置於顆粒或其他層上，亦即，除了所敘述者之外無介入層存在。該塗層可為連續或不連續。為了使經塗覆之肥料之持續釋放特徵最佳化，該塗層覆蓋肥料顆粒表面之90至100%。
塗層之厚度被調整以提供所欲之持續釋放及保護性質。於一些實施體系中，塗層之總厚度為20至70微米。例如，厚度可為大於或等於25，或大於或等於30微米。例如，厚度可為小於或等於65，或小於或等於60 微米。
製造經塗覆之肥料之方法包含至少部分溶解聚合物及蠟於有機溶劑中，以形成塗料組成物；使該塗料組成物與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發該有機溶劑，以形成經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)之塗層。該可有效至少部分熔融該蠟之溫度可為30℃至130℃。額外之蠟可被在加熱期間施加。該塗料組成物可進一步包含一額外之聚合物。進一步設想一額外之塗料組成物可被使用，以至少部分塗覆複數肥料顆粒。該額外之塗料組成物可被與該塗料組成物同時或依序施加。該額外之塗料組成物可包含與該塗料組成物相同之組份但呈不同量，或該額外之塗料組成物可只包含該塗料組成物中部分之組份。該用語“至少部分溶解”為包括使物質懸浮於溶劑中。亦包括形成乳液。
該方法可進一步包括於塗層被施加前預處理該肥料顆粒。預處理肥料顆粒可有助於提供該塗層對肥料顆粒之較高附著性，及改進該經塗覆之肥料承受後續形成試驗之能力，如此處先前所述的。預處理肥料顆粒可包括使肥料顆粒之表面平滑。
使複數肥料顆粒平滑係可經由加熱達成，例如於滾筒或流體床中加熱。進一步設想機械方法，例如球 磨亦可被使用以平滑化該複數肥料顆粒。於示範性之方法中，複數肥料顆粒被加熱至高於或等於90℃之溫度為時少於或等於15小時。該溫度可為低於或等於110℃。例如該溫度可為90℃至100℃，或100℃至110℃。該時間可為1小時至5小時，或5小時至15小時。該肥料顆粒可被於烤箱、強制空氣烤箱、盤式乾燥機、槳式乾燥機、旋轉乾燥機、輸送帶式乾燥機、流化床乾燥機、或包含以上至少一者之組合中加熱。選擇性地，該肥料顆粒可於塗覆之前冷卻。
該塗料組成物與複數肥料顆粒之接觸可經由噴塗(例如頂部、底部或側部噴塗)、輥式塗覆、缽式塗覆、流體床塗覆、連續傾倒塗覆、或熟習此技術之人士所知之任何其他方法而達成。此塗覆可以分批或連續方法進行。顆粒可被於單一塗料施加中被塗覆有單一層，或顆粒可被塗覆有多層之相同塗料物質，例如2、3、4、5或更多層。蒸發及加熱該至少部分經塗覆之肥料顆粒可於相同步驟或於依序的步驟中進行。示範性之裝置包括旋轉蒸發器、烤箱或其類似物。
示範性之有機溶劑包括氯、甲苯、二氯甲烷或包含以上一或多個之組合。
或者，製造該經塗覆之肥料之方法包含至少部分溶解第一聚合物於具有第一沸點之第一溶劑中，以形成第一溶液；至少部分溶解第二聚合物及蠟於具有第二沸點之第二溶劑中，以形成第二溶液，其中該第二沸點與第 一沸點不同；使第一溶液及該第二溶液與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發第一溶劑及第二溶劑，以形成經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)之塗層。該可有效至少部分熔融該蠟之溫度為於30℃至130℃之範圍中。額外之蠟可被在加熱期間施加。使該塗料組成物與複數肥料顆粒接觸可經由噴塗(例如頂部、底部或側部噴塗)、輥式塗覆、缽式塗覆、流體床塗覆、連續傾倒塗覆、或熟習此技術之人士所知之任何其他方法而達成。此塗覆可以分批或連續方法進行。顆粒可被於單一塗料施加中被塗覆有單一層，或顆粒可被塗覆有多層之相同塗料物質，例如2、3、4、5或更多層。蒸發及加熱該至少部分經塗覆之肥料顆粒可於相同步驟或於依序的步驟中進行。示範性之裝置包括旋轉蒸發器、烤箱或其類似物。
該方法可進一步包括使第一溶液及該第二溶液與肥料顆粒接觸之前預處理。預處理肥料顆粒可有助於提供第一溶液及/或第二溶液對肥料顆粒之較高附著性，及改進該經塗覆之肥料承受後續形成試驗之能力，如此處先前所述的。預處理肥料顆粒可包括使肥料顆粒之表面平滑。
亦設想此處所述之經塗覆之肥料可與未經塗 覆之肥料顆粒混合，或與具有塗層，其包含聚合物但無蠟，之經塗覆之肥料混合。
於使用時，該經塗覆之肥料被施加至植物或種子之場所，尤其是將被施肥之植物或種子之土壤。
經由以下之非限制性實施例，進一步說明具有持續釋放性質之經塗覆之肥料。
實施例 實施例1
實施例1中使用之物質敘述於表1中。
一般步驟
尿素粒化作用。於尿素粒化作用中，種子顆粒，或回收之尿素小粒，被經由高速氣流旋轉通過中心附聚管。於該附聚管底部之噴嘴將尿素熔融體噴於顆粒上。因為尿素熔融小液滴被與不斷地通過粒化機之空氣以高速度供應，該種子被有效率地濕潤及乾燥。當更多尿素熔融體被經由噴嘴供應，尿素顆粒於直徑方向成長，及當已達 成所欲之尺寸時，該方法結束。
塗料調合物之製備。使用示於表2及表3中之組成製造塗料溶液。於表2及3中，“g”為克之簡稱。
塗覆步驟。使用於滾筒中空氣霧化的噴塗，將塗料溶液施加至該肥料顆粒。表2中之實施例有額外之C30+蠟被熔融及施加至該部分經塗覆顆粒，係使用於油浴中以每分鐘20-30轉數(rpm)旋轉之旋轉蒸發器。於表3中之實施例，使用經空氣霧化的噴塗而施加之溶液，以施加所有之蠟。於表3中之實施例進一步受到熱調節，係使用旋轉蒸發器於95-101℃之溫度為時20分鐘，或於烤箱中保持於70℃為時1或2小時。
尿素釋放試驗。該試驗被使用以模擬尿素於給定之時間間隔之釋放特徵。樣本被取出及分析之時間間隔為24小時、7天及14天。5克之經塗覆顆粒被放置於95克之去離子水中於室溫一段指定之時間。於該時間終點分析水之氮含量，測量其百分比。該尿素釋放試驗產生資料以供計算有多少尿素為不再被塗層束縛。於表2中，於樣本1中，使用於試驗中之經塗覆尿素起始量之31.8%於7天後已被釋放。換言之，樣本1證實約70%之尿素仍被塗層束縛(於7天後)及逐漸擴散。
表2示出使用混合之溶劑之方式顯著改進塗層之品質，導致更低得多之釋放。實施例3-5示出比實施例1及2較低之氮釋放。不被理論所限制，相信該含有多種沸點之溶劑之混合物有助於使溶液塗料於蒸發前保持更均勻。再者，亦發現經由熱調節具有塗層之顆粒，該塗層含有蠟及聚合物，導致改進(亦即較慢)之釋放速率(表 3)。不希望被理論所限制，此為由於熱調節使得於該相互穿透區域中之蠟流動之故，因此由缺陷處，例如小孔、裂縫等，密封該聚合物。與在塗層(保護層)外相反的於塗層內之蠟亦可能增高塗層之疏水性，因此降低水之滲透性。
實施例2
於實施例2中使用之物質敘述於表4中。
塗料之組成示於表5中。
該肥料顆粒被放置於不銹鋼鍋中，其然後被放置於溫度設定至90-110℃之強制空氣對流烤箱中為時高至15小時。於高至15小時之不同時間間隔，約5克尿素之小等分試樣被收集及取SEM影像。圖1A-4B示出於預熱後表面之差異。尿素於烤箱中經過給定之時段後，尿素然後於滾筒中被溶解於有機溶劑中之生物聚合物噴塗。溶劑被蒸發，於肥料顆粒表面上留下塗料物質。塗料被沉積後，樣本再被放置於不銹鋼鍋中，及放置於溫度設定至70-90℃之強制空氣對流烤箱中為時高至15小時，以移除存留於該經塗覆之肥料顆粒上殘餘溶劑。於經過給定之時段後，約5克之經塗覆之肥料顆粒被放置於95克之於室 溫(19-25℃)之去離子水中，及於24小時後使用折射計測量氮釋放百分比(%N)。
由來自每一分批之額外樣本被試驗其抗磨蝕性。抗磨蝕性試驗由放置一些相等尺寸不銹鋼球及100毫升之該經塗覆之肥料於不銹鋼滾筒中，其具有相等間距之段，所構成。關閉該滾筒及然後以每分鐘30轉數旋轉5分鐘。5分鐘後，不銹鋼球被經由使用篩由該經塗覆之肥料分離出，於此點約5克之經磨損之經塗覆尿素被放置於95克於室溫之去離子水中，及於24小時後使用折射計測量%N釋放。雖然此處所述係關於強制空氣對流烤箱，可使用其他裝置，包括但不限於盤式乾燥機、轉筒乾燥機、槳式乾燥機、旋轉乾燥機、輸送帶式乾燥機、及/或流化床乾燥機。
表6示出於該磨蝕試驗前及後、及有預熱處理及後續熱處理，之%N釋放。列出之溫度為℃，及時間為小時。
於圖1A-4B中可看出，肥料顆粒表面之預處理提供該肥料顆粒較平滑之表面。圖1A、2A、3A及4為放大500倍，圖1B、2B、3B及4B為放大2,000倍。圖1A及1B為無預處理之對照樣本。圖2A及2B為預加熱5小時後之樣本。圖3A及3B為圖2A及2B中樣本於預加熱10小時後所得者。圖4A及4B為圖2A及2B中樣本於預加熱15小時後所得者。於圖中可看出，以較久之加熱可達成較平滑表面。圖1A-4B進一步證實該肥料顆粒於強制空氣對流烤箱中加熱後進行變形之表面形態。圖1A及1B中之樣本，其被不經熱處理，在與圖2A-4B中被加熱一段時間之樣本比較下，係不具有平滑表面。
此變形亦顯出對磨蝕試驗後34小時觀察到之%N釋放有影響，如表6所示出的。不被預加熱之樣本於磨蝕試驗前及磨蝕試驗後之%N釋放，在14.00%與 46.54%之間變動。被預加熱之樣本之%N釋放之差在無改變與7.36%之間變動。
表7中樣本亦被測量7天後之%N釋放及於後續熱處理之後之重量損失百分比。
表7示出被預加熱之樣本在與不經預加熱之樣本比較下，具有於7天之後顯著較低之%N釋放。再者，經後續加熱(亦即經乾燥)之樣本，其含有施加2%塗料後被預加熱之肥料顆粒，在與無經預加熱肥料顆粒之經後續加熱之樣本比較下，具有顯著較低之%重量損失。
實施體系1：一種經塗覆之肥料，包含：肥料顆粒；及配置於肥料顆粒表面上之塗層，其中該塗層包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)。
實施體系2：如實施體系1之經塗覆之肥料，其中該肥料顆粒包含尿素。
實施體系3：如實施體系1或實施體系2之經塗覆之肥料，其中該肥料顆粒為經預處理之肥料顆粒且具有改進之對該塗層之附著性質。
實施體系4：如實施體系1-3中任一者之經塗覆之肥料，其中該經預處理之肥料顆粒包含經平滑化之表面。
實施體系5：如實施體系1-4中任一者之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域包含至少兩種聚合物。
實施體系6：如實施體系1-5中任一者之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域包含生物聚合物。
實施體系7：如實施體系6之經塗覆之肥料，其中該生物聚合物為多醣、聚酯、木質素、或包含以上至少一者之組合。
實施體系8：如實施體系1-7中任一者之經塗覆之肥料，其中該等蠟區域包含C5-C35蠟。
實施體系9：如實施體系1-8中任一者之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域具有第一生物降解速率，且該等蠟區域於相同條件下具有與該第一生物降解速率不同的第二生物降解速率。
實施體系10：如實施體系9之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域包含至少兩種聚合物，於相同條件下每一者具有不同之生物降解速率。
實施體系11：如實施體系3-10中任一者之經塗覆之肥料，其中該經預處理之肥料顆粒於7天後具有低於或等於70%，較佳低於或等於65%，更佳低於或等於60%，之氮釋放百分比。
實施體系12：如實施體系1-11中任一者之經 塗覆之肥料之製造方法，包含：至少部分溶解聚合物及蠟於有機溶劑中，以形成塗料組成物；使該塗料組成物與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該等至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發該有機溶劑，以形成經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)之塗層。
實施體系13：如實施體系12之方法，其中該塗料組成物進一步包含一額外之聚合物。
實施體系14：如實施體系12或實施體系13之方法，進一步包含形成一額外之無蠟之塗料組成物，其包含該塗料組成物之該等聚合物及有機溶劑，且其中該複數肥料顆粒亦在蒸發該有機溶劑之前與該額外之塗料組成物接觸。
實施體系15：如實施體系14之方法，其中該塗料組成物及該額外之塗料組成物包含不同量之該等聚合物。
實施體系16：如實施體系13之方法，進一步包含形成一具有與該塗料組成物相同組份之額外之塗料組成物，且該蠟為以與該塗料組成物中不同之量存在於該額外之塗料組成物中，且其中該複數肥料顆粒亦在蒸發該有機溶劑之前與該額外之塗料組成物接觸。
實施體系17：如實施體系12-16中任一者之 方法，進一步包含施加額外之蠟，同時於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒。
實施體系18：如實施體系12-17中任一者之方法，其中該有機溶劑包含一組合，其包含至少兩種有機溶劑，每一者具有不同之沸點。
實施體系19：如實施體系12-18中任一者之方法，其中該有機溶劑包含氯仿、甲苯、二氯甲烷、或包含以上至少一者之組合。
實施體系20：如實施體系1-11中任一者之經塗覆之肥料之製造方法，包含：至少部分溶解第一結構聚合物於具有第一沸點之第一溶劑中，以形成第一溶液；至少部分溶解第二聚合物及蠟於具有第二沸點之第二溶劑中，以形成第二溶液，其中該第二沸點與該第一沸點不同；使該第一溶液及該第二溶液與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該等至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發第一溶劑及該第二溶劑，以形成經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成包含相互穿透區域(其包含聚合物區域及蠟區域)之塗層。
實施體系21：如實施體系12-20中任一者之方法，其中該可有效至少部分熔融該蠟之溫度為30℃至130℃。
實施體系22：如實施體系12-21中任一者之方法，進一步包含使用滾筒以使該塗料接觸於該肥料顆粒上。
實施體系23：如實施體系12-22中任一者之方法，進一步包含在加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒期間，添加額外量之蠟。
實施體系24：如實施體系12-23中任一者之方法，進一步包含經由加熱至高於或等於90℃之溫度一段多於或等於5小時之時間，以預處理該肥料顆粒。
該單數形“一”及“該”包括複數形，除非於內文中有其他明確指示。“或”意指“及/或”。關於相同組份或性質之所有範圍終點為包括在內的，且為可獨立組合的。此處使用之複數字尾意欲包括所修飾之用語之單數及複數，因此包括該用語之至少一者(例如“著色劑”包括至少一著色劑)。“選擇性”或“選擇性地”意指其隨後所述事件或情況可或可不進行，及該敘述包括該事件有進行之例子及不進行之例子。除非另有定義，此處使用之技術及科學用語具有與熟習本發明所屬之技術領域之人士普遍了解者相同之意義。例如實質上此處所述一般關於高於或等於75%者，為高於或等於75%，例如高於或等於95%。
此處所用“組合”包括摻合物、混合物、合金、反應產物及其類似物。化合物為使用標準命名法敘述。例如，不經任何所指出基團取代之任何位置，被了解為其之原子價被所指出之鍵或氫原子填滿。不在兩個字母 或符號之間之破折號("-")被使用，以指出取代基之附著點。例如，-CHO為經由該羰基之碳附著。
此處所引述所有參考資料以其整體被併入作為參考。雖然為了說明之目的已敘述典型之實施體系，以上之敘述不應被視為對此處範圍之限制。因此，熟習此技術領域之人士在無悖離此處之精神及範圍下可想到作多種修改、改動及替代。

Claims (20)

  1. 一種經塗覆之肥料，包含：肥料顆粒；及配置於該肥料顆粒表面上之塗層，其中該塗層含有包括聚合物區域及蠟區域的相互穿透區域。
  2. 如申請專利範圍第1項之經塗覆之肥料，其中該肥料顆粒包含尿素。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之肥料，其中該肥料顆粒為經預處理之肥料顆粒且具有改進之對該塗層之附著性質。
  4. 如申請專利範圍第3項之經塗覆之肥料，其中該經預處理之肥料顆粒包含經平滑化之表面。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域包含至少兩種聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域包含生物聚合物。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之肥料，其中該等蠟區域包含C5-C35蠟。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域具有第一生物降解速率，且該等蠟區域於相同條件下具有與該第一生物降解速率不同的第二生物降解速率。
  9. 如申請專利範圍第8項之經塗覆之肥料，其中該等聚合物區域包含至少兩種聚合物，於相同條件下每一者具有不同之生物降解速率。
  10. 如申請專利範圍第3項之經塗覆之肥料，其中該經預處理之肥料顆粒於7天後具有低於或等於70%之氮釋放百分比。
  11. 一種製造如申請專利範圍第1至10項中任一項之經塗覆之肥料之方法，包含：至少部分溶解聚合物及蠟於有機溶劑中，以形成塗料組成物；使該塗料組成物與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該等至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發該有機溶劑，以形成經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成含有包括聚合物區域及蠟區域之相互穿透區域的塗層。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該塗料組成物進一步包含一額外之聚合物。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，進一步包括形成一含有該塗料組成物之該等聚合物及有機溶劑的無蠟之額外之塗料組成物，且其中該複數肥料顆粒亦在蒸發該有機溶劑之前與該額外之塗料組成物接觸，其中該塗料組成物及該額外之塗料組成物包含不同量之該等聚合物。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法，進一步包含形成一具有與該塗料組成物相同組份之額外之塗料組成物，且該蠟為以與該塗料組成物中不同之量存在於該額外之塗料組成物中，且其中該複數肥料顆粒亦在蒸發該有機溶劑之前與該額外之塗料組成物接觸。
  15. 如申請專利範圍第11項之方法，進一步包含施加額外之蠟，同時於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒。
  16. 一種製造如申請專利範圍第1至10項中任一項之經塗覆之肥料之方法，包含：至少部分溶解第一結構聚合物於具有第一沸點之第一溶劑中，以形成第一溶液；至少部分溶解第二聚合物及蠟於具有第二沸點之第二溶劑中，以形成第二溶液，其中該第二沸點與該第一沸點不同；使該第一溶液及該第二溶液與複數肥料顆粒接觸，以形成至少部分經塗覆之肥料顆粒；由該等至少部分經塗覆之肥料顆粒蒸發該第一溶劑及該第二溶劑，以形成經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒；及於可有效至少部分熔融該蠟之溫度加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒，以形成含有包括聚合物區域及蠟區域之相互穿透區域的塗層。
  17. 如申請專利範圍第11或16項之方法，其中該可有效至少部分熔融該蠟之溫度為30℃至130℃。
  18. 如申請專利範圍第11或16項之方法，進一步包含使用滾筒以使該塗料接觸於該肥料顆粒上。
  19. 如申請專利範圍第11或16項之方法，進一步包含在加熱該等經乾燥之至少部分經塗覆之肥料顆粒期間，添加額外量之蠟。
  20. 如申請專利範圍第11或16項之方法，進一步包含經由加熱至高於或等於90℃之溫度一段多於或等於5小時之時間，以預處理該肥料顆粒。
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